Det finns flera sätt att krulla eller sprida läppen på den cylindriska delen. Detta kan till exempel göras med hjälp av en press- eller orbitalformningsmaskin. Problemet med dessa processer (särskilt den första) är dock att de kräver mycket kraft.
Detta är inte idealiskt för tunnväggiga delar eller delar gjorda av mindre sega material. För dessa applikationer dyker en tredje metod upp: profilering.
Liksom orbital och radiell formning är valsning en icke-påverkansprocess av kallformning av metall. Men istället för att bilda ett stolphuvud eller nit, skapar denna process en krullning eller kant på kanten eller kanten av ett ihåligt cylindriskt stycke. Detta kan göras för att säkra en komponent (som ett lager eller ett lock) inuti en annan komponent, eller helt enkelt för att behandla änden av ett metallrör för att göra det säkrare, förbättra dess utseende eller göra det lättare att sätta in röret. i mitten av metallröret. annan del.
Vid orbital och radiell formning formas huvudet med hjälp av ett hammarhuvud fäst vid en roterande spindel, som samtidigt utövar en nedåtriktad kraft på arbetsstycket. Vid profilering används flera rullar istället för munstycken. Huvudet roterar med 300 till 600 rpm, och varje passage av rullen trycker försiktigt och jämnar ut materialet till en sömlös, hållbar form. Som jämförelse körs spårformningsoperationer typiskt vid 1200 rpm.
”Orbital och radiell lägen är verkligen bättre för solida nitar. Det är bättre för rörformiga komponenter, säger Tim Lauritzen, produktapplikationsingenjör på BalTec Corp.
Rullarna korsar arbetsstycket längs en exakt kontaktlinje och formar gradvis materialet till önskad form. Denna process tar cirka 1 till 6 sekunder.
"[Gjutningstid] beror på materialet, hur långt det behöver flyttas och vilken geometri materialet behöver forma", säger Brian Wright, försäljningschef på Orbitform Group. "Du måste ta hänsyn till väggtjockleken och rörets draghållfasthet."
Rullen kan formas från topp till botten, botten till topp eller i sidled. Det enda kravet är att tillhandahålla tillräckligt med utrymme för verktygen.
Denna process kan producera en mängd olika material, inklusive mässing, koppar, gjutet aluminium, mjukt stål, högkolhaltigt stål och rostfritt stål.
– Gjuten aluminium är ett bra material för valsformning eftersom slitage kan uppstå under formningen, säger Lauritzen. ”Ibland är det nödvändigt att smörja in delar för att minimera slitaget. Faktum är att vi har utvecklat ett system som smörjer rullarna när de formar materialet.”
Valsformning kan användas för att forma väggar som är 0,03 till 0,12 tum tjocka. Diametern på rören varierar från 0,5 till 18 tum. "De flesta applikationer är mellan 1 och 6 tum i diameter," säger Wright.
På grund av den extra vridmomentkomponenten kräver rullformning 20 % mindre kraft nedåt för att bilda en krökning eller kant än en krimpare. Därför är denna process lämplig för ömtåliga material som gjutet aluminium och känsliga komponenter som sensorer.
"Om du skulle använda en press för att forma rörenheten, skulle du behöva ungefär fem gånger så mycket kraft som om du skulle använda rullformning", säger Wright. ”Högre krafter ökar avsevärt risken för rörexpansion eller böjning, så verktyg blir nu mer komplexa och dyrare.
Det finns två typer av rullhuvuden: statiska rullhuvuden och ledade huvuden. Statiska rubriker är de vanligaste. Den har vertikalt orienterade rullningshjul i ett förinställt läge. Formningskraften appliceras vertikalt på arbetsstycket.
Däremot har ett svänghuvud horisontellt orienterade rullar monterade på stift som rör sig synkront, som chuckbackarna på en borrpress. Fingrarna flyttar rullen radiellt in i det gjutna arbetsstycket samtidigt som de applicerar en klämbelastning på enheten. Denna typ av huvud är användbart om delar av enheten sticker ut ovanför mitthålet.
"Den här typen applicerar kraft från utsidan och in," förklarar Wright. "Du kan krympa inåt eller skapa saker som O-ringspår eller underskärningar. Drivhuvudet flyttar helt enkelt verktyget upp och ner längs Z-axeln."
Svängvalsformningsprocessen används vanligtvis för att förbereda rör för lagerinstallation. "Denna process används för att skapa ett spår på utsidan av delen och en motsvarande ås på insidan av delen som fungerar som ett styvt stopp för lagret," förklarar Wright. "Sedan, när lagret är i, formar du änden av röret för att säkra lagret. Tidigare var tillverkarna tvungna att skära en axel i röret som ett styvt stopp."
När den är utrustad med en extra uppsättning vertikalt justerbara inre rullar, kan svängleden bilda både den yttre och inre diametern på arbetsstycket.
Oavsett om det är statiskt eller ledat, är varje rull- och rullhuvudenhet specialtillverkad för en specifik tillämpning. Rullhuvudet byts dock enkelt ut. Faktum är att samma grundmaskin kan utföra rälsformning och valsning. Och liksom orbital och radiell formning kan valsformning utföras som en fristående halvautomatiserad process eller integreras i ett helautomatiskt monteringssystem.
Rullarna är gjorda av härdat verktygsstål och varierar vanligtvis från 1 till 1,5 tum i diameter, sa Lauritzen. Antalet rullar på huvudet beror på delens tjocklek och material, såväl som mängden kraft som appliceras. Den vanligaste är en trevals. Små delar kan kräva endast två rullar, medan mycket stora delar kan kräva sex.
"Det beror på applikationen, beroende på storleken och diametern på delen och hur mycket du vill flytta materialet," sa Wright.
"Nittiofem procent av applikationerna är pneumatiska," sa Wright. "Om du behöver hög precision eller renrumsarbete behöver du elektriska system."
I vissa fall kan tryckkuddar byggas in i systemet för att applicera förbelastning på komponenten före formning. I vissa fall kan en linjär variabel differentialtransformator byggas in i klämdynan för att mäta stapelhöjden på komponenten före montering som en kvalitetskontroll.
Nyckelvariablerna i denna process är axiell kraft, radiell kraft (vid ledad rullformning), vridmoment, rotationshastighet, tid och förskjutning. Dessa inställningar kommer att variera beroende på delstorlek, material och krav på bindningsstyrka. Liksom pressning, orbital och radiell formning, kan formningssystem utrustas för att mäta kraft och förskjutning över tid.
Utrustningsleverantörer kan ge vägledning om optimala parametrar samt vägledning om utformning av detaljförformsgeometri. Målet är att materialet ska följa minsta motståndets väg. Materialrörelser bör inte överstiga det avstånd som krävs för att säkra anslutningen.
Inom bilindustrin används denna metod för att montera magnetventiler, sensorhus, kamföljare, kulleder, stötdämpare, filter, oljepumpar, vattenpumpar, vakuumpumpar, hydrauliska ventiler, dragstänger, krockkuddar, rattstång och antistatiska stötdämpare Blockerar bromsgrenröret.
"Vi arbetade nyligen med en applikation där vi formade en kromkåpa över en gängad insats för att montera en högkvalitativ mutter", säger Lauritzen.
En billeverantör använder rullformning för att säkra lager inuti ett vattenpumphus av gjutet aluminium. Företaget använder låsringar för att säkra lagren. Rullning skapar en starkare skarv och sparar kostnaden för ringen, såväl som tiden och kostnaden för att spåra ringen.
Inom medicinteknisk industri används profilering för att göra lederproteser och kateterspetsar. Inom elbranschen används profilering för att montera mätare, uttag, kondensatorer och batterier. Flygmontörer använder rullformning för att tillverka lager och tallriksventiler. Tekniken används till och med för att tillverka kaminfästen, bordsågsbrytare och rördelar.
Ungefär 98 % av tillverkningen i USA kommer från små och medelstora företag. Gå med Greg Whitt, Process Improvement Manager på RV-tillverkaren MORryde, och Ryan Kuhlenbeck, VD för Pico MES, när de diskuterar hur medelstora företag kan gå från manuell till digital tillverkning, med början på verkstadsgolvet.
Vårt samhälle står inför oöverträffade ekonomiska, sociala och miljömässiga utmaningar. Managementkonsulten och författaren Olivier Larue menar att grunden för att lösa många av dessa problem kan hittas på en överraskande plats: Toyota Production System (TPS).
Posttid: 2023-09-09